专利名称：：一种钢质无缝气瓶制造用钢坯材料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及材料
技术领域：
，尤其涉及一种钢质无缝气瓶制造用钢坯材料。
背景技术：
：钢质无缝气瓶广泛应用于充装高压空气、氧气、氮气、氩气、二氧化碳以及在汽车动力系统中储存压缩天然气(CNG)。国内大直径钢质无缝气瓶都是采用无缝钢管收底、收口的方法制造而成的，该方法制造的气瓶规格和壁厚都受所使用的钢管限制，而采用钢坯通过冲压可以得到各种直径和壁厚的气^f瓦。钢质无缝气瓶应用在汽车中用于储存压缩天然气时，为了使得汽车总重量较小，必须相应地减小钢质无缝气瓶的壁厚，而气瓶材料的抗拉强度是决定壁厚的最关键因素，气瓶材料的抗拉强度是由材料的化学成分和热处理来确定的。目前，国内车用CNG-1钢瓶标准GB17258-1998要求抗拉强度控制在880MPa以下，这主要是基于现行国家标准GB13447气瓶钢坯材料(30CrMo)在抗拉强度大于880MPa,无法通过应力腐蚀试验。车用气瓶在使用过程中，内部充装CNG气体，CNG气体中含有H2S，会对气瓶产生应力腐蚀，对气瓶造成破坏。为了保证气瓶的安全使用，气瓶材料必须通过应力腐蚀试验。应力腐蚀程度跟材料的抗拉强度以及材料中的P、S、V、Ti、Nb、B、Zr、Cu、Al元素相关。抗拉强度越大、材料中杂质元素越多，材料抗应力腐蚀能力越弱。按照国际标准ISOl1439-2000规定，车用CNG-1钢并瓦抗拉强度在950MPa及以上时，只要气瓶材料能够通过材料应力腐蚀试验，就可按抗拉强度950MPa及以上设计。由目前的钢坯材料制成的气瓶在抗拉强度为950MPa时，均无法通过应力腐蚀试验，因此气瓶壁厚均较厚，瓶体重量较大。
发明内容本发明提供了一种钢质无缝气瓶制造用钢坯材料，通过该材料可以制得瓶壁薄，瓶体重量轻的钢质无缝气瓶。一种钢质无缝气瓶制造用钢坯材料，由主要成分Fe元素和杂质元素组成，其中P的重量百分含量为0.008%-0.020%，S的重量百分含量为0.003%~0.010%;P和S的总重量百分含量为0.010%~0.025%,Cu的重量百分含量为0.01%~0.20%;Al的重量百分含量为0.015%~0.060%，V、Nb、Ti、B和Zr的总重量百分含量为0.006%~0.015%。上述钢坯材料的制备方法如下对高炉炼铁获得的铁水进行脱磷和脱硫处理，主要控制其中硫的含量，然后将铁水与废钢混熔，通过控制废钢加入量来控制除磷、碌u之外的其它杂质元素的含量，将混熔后的铁水进行BOF转炉初炼，初炼主要控制其中磷的含量，初炼得到的出刚送入LF炉精炼，精炼主要控制V、Nb、Ti、B、Zr、Al、Cu等杂质元素的含量，精炼得到的出刚经RH真空脱气、模铸、均热、初扎和空冷后得到成品的钢坯材料。P的重量百分含量优选为0.008%~0.015%;S重量百分含量优选为0.003%~0.006%;P和S的总重量百分含量优选为0.010%~0.019%;V、Nb、Ti、B和Zr总重量百分含量优选为0.006%~0.010%。由本发明钢坯材料冲压而成钢质无缝气瓶在抗拉强度达到920MPa及其以上时，也可以通过相应的应力腐蚀试验，制得的气瓶瓶壁较薄、瓶体整体重量4交轻。具体实施例方式选取铁矿石，将其进行高炉炼铁，铁水经脱磷和脱硫处理，使其中的硫重量百分含量小于0.005%,将铁水与废钢(铁水与废钢的重量比为9:1)混熔后进行BOF转炉初炼，使出钢中磷重量百分含量不大于0.010%,初炼后的钢水进入LF炉精炼，使其中的V、Nb、Ti、B和Zr总重量百分含量控制在0.010%以下，精炼后的钢水经RH真空脱气、才莫铸、均热、初扎和空冷后得到成品的钢坯材料。选取通过上述方法制备的钢坯材料两个批次，检测其中杂质元素的含量，具体如表1和表2所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>批次2钢坯材料制得的气并瓦应力腐蚀试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注<js=820MPa,对应的db=920MPa从上述两个表可以看出，本发明钢坯材料制得的气并瓦在935MPa、965MPa抗拉强度下通过了相应的应力腐蚀试验，用它制成的气瓶较传统的气瓶瓶壁薄，气瓶整体重量较小。权利要求1、一种钢质无缝气瓶制造用钢坯材料，由主要成分Fe元素和杂质元素组成，其特征在于所述的杂质元素中P的重量百分含量为0.008％～0.020％，S的重量百分含量为0.003％～0.010％，P和S的总重量百分含量为0.010％～0.025％，Cu的重量百分含量为0.01％～0.20％，Al的重量百分含量为0.015％～0.060％，V、Nb、Ti、B和Zr的总重量百分含量为0.006％～0.015％。2、根据权利要求1所述的钢质无缝气瓶制造用钢坯材料，其特征在于所述的P的重量百分含量为0.008%~0.015%。3、根据权利要求1所述的钢质无缝气瓶制造用钢坯材料，其特征在于所述的S的重量百分含量为0.003%~0.006%。4、根据权利要求1所述的钢质无缝气瓶制造用钢坯材料，其特征在于所述的P和S的总重量百分含量为0.010%~0.019%。5、根据权利要求1所述的钢质无缝气瓶制造用钢坯材料，其特征在于所述的V、Nb、Ti、B和Zr的总重量百分含量为0.006%~0.010%。全文摘要本发明公开了一种钢质无缝气瓶制造用钢坯材料，由主要成分Fe元素和杂质元素组成，杂质元素中P的重量百分含量为0.008％～0.020％；S重量百分含量为0.003％～0.010％；P和S的总重量百分含量为0.010％～0.025％；V、Nb、Ti、B和Zr总重量百分含量为0.006％～0.015％；Cu的重量百分含量为0.01％～0.20％，Al的重量百分含量为0.015％～0.060％。由本发明钢坯材料冲压而成钢质无缝气瓶抗拉强度达到920MPa以上时可以通过相应的应力腐蚀试验，制成的气瓶瓶壁较薄，气瓶整体重量较轻。文档编号F17C1/00GK101560631SQ20091009837公开日2009年10月21日申请日期2009年5月11日优先权日2009年5月11日发明者尹谢平,朱生军,蒋锡军,钱慧烽,陈志伟申请人:浙江金盾压力容器有限公司